一种光伏供电电池的电源管理保护系统的制作方法

本发明属于光伏发电领域，尤其涉及一种光伏供电电池的电源管理保护系统。

背景技术：

1、在储能中，发展最成熟，使用最多的是水的重力储能和化学电池储能，但在光伏覆盖的这些区域几乎都是水资源短缺的，这就使得化学电池储能成为唯一的选项，在化学电池中，储能效率最高，使用年限最长的就是锂电池，但锂电池受使用环境的影响很大，当温度过热时会增加自然和爆炸的风险，当温度过低时储能效率又会降低很多，而且锂电池的成本相对较高，如无法达到正常使用年限，从经济的角度是很不划算的，这也是为何在光伏领域的储能中，锂电池储能很难落地普及。

2、锂电池储能现多用于新能源汽车，其通过将单个电池模块整合做薄，这增加散热能力，提高了电池密度，此方式虽然在高温状态减少了过热起火的风险，但在低温状态时，依然无法阻止电池效率的降低。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种光伏供电电池的电源管理保护系统，以解决现有储能系统无法在高温和低温状态均能保持效率的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种光伏供电电池的电源管理保护系统，包括光伏电池模块、储能模块。其中光伏电池模块与储能模块信号连接，将光伏电能传导至储能模块。

4、其中储能模块包括安装载体、电池安装架、旋转单元。其中电池安装架包括电池仓，支撑板。电池仓为空心扁平长方体框架，用于安装锂电池包，电池仓的一面设有安装面板，安装面板也为扁平长方体，安装面板与电池仓接触的面上设有贯穿的通孔，n个电池仓水平连接排列，形成电池仓组，相邻电池仓通过旋转单元连接，以实现相邻的两个电池仓可以围绕某一点旋转一定角度，m个电池仓组纵向安装固定，相邻的电池仓组之间通过支撑板连接，上下相邻的安装面板位置对应，且固定连接，m个电池仓组组成了一个电池安装架，旋转单元使得所有电池仓均能相对于相邻电池仓进行旋转开合，电池安装架安装固定在安装载体内，安装载体固定在地面。

5、现有技术中的锂电池组在应用于大规模储能时，均为小间隔密集放置，这非常容易出现过热自燃的问题，而且这样排列在散热时只有使用水冷散热板才能实现有效散热，但其成本造价过高，而且维修更换十分困难。而且在冬季时，此散热结构使得电池的热量更难以留存，导致电池过冷，使得电池电量降低，效率降低。

6、优选的，储能模块还包括换热单元，换热单元包括重力热管、升降装置。升降装置的动力输出部分安装固定在安装载体底面，升降装置的升降部分的一端插入进地面中，另一端与动力输出装置连接，重力热管安装固定在升降装置的升降部分，随着升降部分移动而移动，升降装置用于重力热管的升高或降低。

7、重力热管根据温度需求，变更重力热管在储能模块内位置，当需要散热时，重力热管的下端也就是冷端置于储能模块内，此时重力热管的热端在上，与空气换热。当需要保温加热时，重力热管的冷端位于地下，热端置于储能模块内，土壤的储热能力是远大于空气的，所以当空气寒冷时，重力热管将地下的热传递到储能模块中，以实现保温的效果。

8、优选的，储能模块还包括风扇和保温箱。保温箱置于安装载体中，其内部包括了电池安装架、旋转单元、换热单元，保温箱上面设有用于重力热管穿出的通孔。风扇安装固定在储能模块内。

9、由于不同电池仓的热量不同，因此有一定可能出现局部过热的情况，风扇与保温箱形成一个密闭的空气循环系统，将保温箱内部的空气温度趋于相同，防止了局部过热的情况。

10、优选的，旋转单元具体包括铰接件、驱动机构、轮子。其中铰接件两端分别与任意相邻的两个电池仓连接固定，电池安装架的两端的安装面板下面均安装有驱动机构的移动组件，电池安装架的最下层电池仓组的下面设有轮子，移动组件与驱动机构的动力输出装置连接，使得动力输出装置能使移动组件移动到既定位置，其中电池安装架最下面的电池仓组的最中间的电池仓固定在安装载体上，铰接件的最大开合角不大于10度，不小于5度。

11、铰接件实现了相邻电池仓之间只能开合一定角度，当电池仓组两端受力向外运动时，其余相连的电池仓也会受力移动，从而达到最大开合角，实现散热，当电池仓组两端向内运动时，其余相邻电池仓组也会闭合，为防止受力不均的情况，使用轨道以限位，最终实现散热或保温。

12、优选的，换热单元还包括温度检测模块和控制模块，其中温度检测模块安装在电池安装架上，并与控制模块信号连接，控制模块与升降装置的动力输出部分连接，当温度过高或过低时，调整重力热管的升降。

13、当与光伏发电站一起使用时，所需要的使用的电池数量是巨大的，因此自动检测装置和自动控制装置是必不可少的。

14、优选的，一种光伏供电电池的电源管理保护系统，还包括自动控制模块，光伏电池模块与自动控制模块信号连接，控制系统与储能模块信号连接，使得光伏电池模块发出的电通过控制系统分配到用户负载、电网、储能模块。

15、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

16、1、本发明的重力热管根据温度需求，变更重力热管在储能模块内位置，当需要散热时，重力热管的下端也就是冷端置于储能模块内，此时重力热管的热端在上，与空气换热。当需要保温加热时，重力热管的冷端位于地下，热端置于储能模块内，土壤的储热能力是远大于空气的，所以当空气寒冷时，重力热管将地下的热传递到储能模块中，以实现保温的效果。

17、2、本发明电池仓在与相邻电池仓具有一定角度后，气流在经过此处后，会减小出现黏滞现象的程度，从而提高了空气对流换热的效率 ；

18、3、本发明重力热管作为众多重力热管类型中，技术最成熟，造价最低的重力热管，其散热能力也是非常出众，当重力热管的冷端，也就是下端位于相邻电池仓之间时，电池仓之间的黏滞空气会快速与重力热管进行换热，从而杜绝了出现局部过热的可能，而且在使用保温箱时，热端释放的热量不会重新进入电池安装架的周围的空气循环中，使得保温箱中的温度时刻保持在最佳温度，风扇加快了保温箱内空气的流速，防止了电池过热的风险。

技术特征：

1.一种光伏供电电池的电源管理保护系统，包括光伏电池模块（1），其特征在于，还包括储能模块（2），其中光伏电池模块（1）与储能模块（2）信号连接，将光伏电能传导至储能模块（2）；

2.根据权利要求1所述的一种光伏供电电池的电源管理保护系统，其特征在于，储能模块（2）还包括换热单元（6），换热单元（6）包括重力热管（61）、升降装置，升降装置的动力输出部分安装固定在安装载体（3）底面，升降装置的升降部分的一端插入进地面中，另一端与动力输出装置连接，重力热管（61）安装固定在升降装置的升降部分，随着升降部分移动而移动。

3.根据权利要求1所述的一种光伏供电电池的电源管理保护系统，其特征在于，储能模块（2）还包括风扇（71）和保温箱（72），保温箱（72）置于安装载体（3）中，其内部包括了电池安装架（4）、旋转单元、换热单元（6），保温箱（72）上面设有用于重力热管（61）穿出的通孔，风扇（71）安装固定在储能模块（2）内。

4.根据权利要求1所述的一种光伏供电电池的电源管理保护系统，其特征在于，旋转单元具体包括铰接件、驱动机构（51）、轮子，其中铰接件两端分别与任意相邻的两个电池仓（41）连接固定，电池安装架（4）的两端的安装面板下面均安装有驱动机构（51）的移动组件，电池安装架（4）的最下层电池仓组（42）的下面设有轮子，移动组件与驱动机构（51）的动力输出装置连接，使得动力输出装置能使移动组件移动到既定位置，其中电池安装架（4）最下面的电池仓组（42）的最中间的电池仓（41）固定在安装载体（3）上。

5.根据权利要求4所述的一种光伏供电电池的电源管理保护系统，其特征在于，铰接件的最大开合角不大于10度，不小于5度。

6.根据权利要求1所述的一种光伏供电电池的电源管理保护系统，其特征在于，换热单元（6）还包括温度检测模块和控制模块，其中温度检测模块安装在电池安装架（4）上，并与控制模块信号连接，控制模块与升降装置的动力输出部分连接，调整重力热管（61）的升降。

7.根据权利要求1所述的一种光伏供电电池的电源管理保护系统，其特征在于，还包括自动控制模块（8），光伏电池模块（1）与自动控制模块（8）信号连接，控制系统与储能模块（2）信号连接，使得光伏电池模块（1）发出的电通过控制系统分配到用户负载、电网、储能模块（2）。

技术总结
本发明提供了一种光伏供电电池的电源管理保护系统，包括光伏电池模块、储能模块。其中光伏电池模块与储能模块信号连接，将光伏电能传导至储能模块。其中储能模块包括安装载体、电池安装架、旋转单元。其中电池安装架包括电池仓，支撑板。电池仓为空心扁平长方体框架，用于安装锂电池包，电池仓的一面设有安装面板，安装面板也为扁平长方体，安装面板与电池仓接触的面上设有贯穿的通孔，N个电池仓水平连接排列，形成电池仓组，相邻电池仓通过旋转单元连接。本发明解决了现有系统无法在高温和低温状态均能保持效率的问题。

技术研发人员：陈青,陈骏
受保护的技术使用者：四川蜀旺新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15